3 Расчет и выбор переходной посадки неподвижного соединения с дополнительным креплением

Исходные данные

Точность зубчатого колеса - - ГОСТ 1643-81

Номинальный диаметр соединения d = мм

Допуск на радиальное биение зубчатого венца F_r = мкм

Соединение зубчатого колеса с валом редуктора с дополнительным креплением при помощи шпонки является разъемным неподвижным соединением, образованным переходной посадкой. Расчет разъемных соединений образованных переходными посадками производится исходя из условий:

- обеспечение высокой точности центрирования зубчатого колеса на валу;

- обеспечение легкой сборки и разборки соединения.

Сочетание этих двух условий возможно лишь при небольших натягах или зазорах в соединении.

Хорошее центрирование зубчатого колеса на валу необходимо для обеспечения высокой кинематической точности передачи, ограничения динамических нагрузок. Для обеспечения неподвижности зубчатых колес с валом применяются шпонки. Наибольшее применение получили призматические шпонки, отличающиеся простотой изготовления.

Параметры шпонки, пазов на валу и на зубчатом колесе выбираем исходя из диаметра посадочной поверхности колеса (d = мм) по ГОСТ 23360-78:

- ширина шпонки (паза) b = мм;

- глубина паза на валу t₁ = ^+0, мм;

- глубина паза на колесе t₂ = ^+0, мм;

- высота шпонки h = мм.

Известно, что наличие зазора в сопряжении за счет односторонних смещений вала в отверстии вызывает появление радиального биения зубчатого венца колеса определяющего кинематическую точность.

В этом случае наибольший допустимый зазор, обеспечивающий первое условие может быть определен по формуле:

S_max ≤ F_r / K_t

где K_t ― коэффициент запаса точности (K_t = 2…5), принимаем K_t = 2.

F_r ― допуск на радиальное биение зубчатого венца (F_r = мкм).

S_max ≤ / 2 = мкм.

Возможный наибольший натяг в соединении рассчитываем по формуле

N_max = S_max ∙ (3 - z) / (3 + z),

где z ― аргумент функции Лапласа, который определяется по ее значению

Ф_о(z_o) = P_∆ - 0,5,

где P_∆ ― вероятность получения зазора в соединении. Задаемся P_∆ = 0,3 для 9 степени точности колеса, тогда

Ф_о(z_o) = 0,3 – 0,5= - 0.2.

По таблице приложения 11 [1] находим значение z = - 0,53

N_max = ∙ (3 + 0,53) / (3 - 0,53) = мкм.

По номинальному диаметру соединения d = мм и N_{max p}= мкм,

S_{max p} = мкм по ГОСТ 25347-82 выбираем переходную посадку H / , параметры выбранной посадки не превышают расчетной, т. Е

S_{max таб} = < S_{max p} = мкм

N_{max таб} = < N_{max p} = мкм.

Причем выполняются требования по соответствующей степени точности зубчатого колеса точности отверстия (таблица 2.2 [3]).

Шпонка является стандартным изделием и изготавливается независимо от посадок, по которым она будет устанавливаться в паз вала и в паз колеса. Работоспособность шпоночного соединения определяется точностью посадки по ширине шпонки (паза) . ГОСТ 23360-78 предусматривает посадки, образующие нормальное, плотное и свободное соединение шпонок с пазами вала и колеса (втулки) в системе основного вала.

Принимаем свободный (плотный, нормальный) тип соединения. Для свободного (плотного, нормального) типа соединения установлены поля допусков ширины для паза на валу и для паза во втулке .

Предельные отклонения указанных полей допусков соответствуют ГОСТ 25347-82, шпонка, как основной вал, имеет поле допуска .

В этом случае посадка в соединении со шпоночным пазом вала будет и с пазом втулки .